ベトナムの科学者が心臓壁を「補修」する幹細胞シートを開発

ホーチミン市の科学者グループが、梗塞した心筋の修復を助ける「生物学的パッチ」として機能する幹細胞シートを開発し、マウスでの試験に成功した。

この研究はホーチミン市バイオテクノロジーセンターの科学者グループによって行われ、4月に完了しました。この研究は、幹細胞を用いた心筋梗塞の治療における新たな研究方向を開拓しました。

プロジェクトリーダーのファム・レ・ブウ・チュック博士（41歳）は、心血管疾患は、死亡率が現在、非感染性原因の中で最も高く、がんや糖尿病よりも高いことから、「サイレントキラー」と考えられていると語った。現在の治療法は、症状の改善や心不全の進行の遅延には役立つが、損傷した心筋の再生や完全な回復には役立たない。

研究チームは、損傷した心臓壁部位への幹細胞シートの移植を試験し、この部位の機能保護に役立てました。幹細胞シートは損傷部位における「生物学的パッチ」に例えられ、線維化を軽減し、心筋壁の保護に貢献し、心筋細胞を正常に戻す機会を創出します。

この生物学的パッチはゲル状で、紫外線に当てることで硬化し、心臓壁に接着する必要がある。写真：ハ・アン

「生物学的パッチ」を作成するために、研究チームはヒト臍帯組織から間葉系幹細胞を選別、分離、培養しました。これは乳児幹細胞の一種であり、若く健康で採取が容易で、適合性が非常に高く、免疫拒絶反応をほとんど引き起こしません。同時に、研究チームは特殊なゲルを作成し、光技術を用いて幹細胞とスキャフォールドを結合させ、体内に導入された際に細胞シートを形成するのに役立てました。

この幹細胞の「生物学的パッチ」は、心臓壁に埋め込まれると作用し、虚血心臓組織または死んだ細胞領域を修復し、心臓の機能能力を改善します。

研究グループは検証のため、白色マウスを用いた実験を行いました。マウスに手術を施し、冠動脈を結紮することで、心筋梗塞から心不全に至るモデルマウスを作製しました。14日後、超音波検査で左室総血液分画指数（左室機能の評価指標）を測定した結果、20～30%に低下していることが確認され、心不全マウスモデルを選定しました。「生物学的パッチ」を移植する2回目の手術を行い、梗塞部位に幹細胞シートを貼付しました。2～3週間にわたり、形態学的発達、体重、その他の生物学的指標をモニタリングし、回復能力を評価しました。

心臓病治療のための生物学的パッチの開発に関する研究の著者、ファム・レ・ブー・チュック博士。写真：ハ・アン

研究チームは心エコー検査によるモニタリングにより、移植後の左室収縮機能が対照群と比較して改善していることを発見し、マウスに心臓手術を実施した。Truc博士らは、心臓壁の線維化の程度、幹細胞組織を含む「生物学的パッチ」とマウスの心筋組織との結合過程、遺伝子発現などの組織学的特徴を分析した。

その結果、TB2細胞シートを移植されたマウス群では、心臓組織の線維化率が2.4%に減少し、試験したマウス群の中で最も良好な結果が得られました。さらに、幹細胞シートは免疫拒絶反応を示さなかった。「この結果は、ヒトへの臨床試験の次のステップに向けた重要な基盤となります」と、心血管疾患治療のための幹細胞研究で15年以上の経験を持つ女性医師は述べています。

ヒト臨床試験において、開腹手術で幹細胞シートを心臓壁に移植すると、侵襲性が高すぎるリスクなど、多くの問題が生じます。そこで、Truc医師は、幹細胞を含んだゲルを心膜腔内に注入する手法を提案しました。その後、ゲルの凝固・凝縮を助ける小型発光装置を心筋の損傷部位に挿入することで、損傷した心臓組織を覆うように幹細胞の「生物学的パッチ」を原位置で作製します。これは低侵襲性と考えられており、合併症の可能性を低減し、患者に多くの治療効果をもたらします。

TB2サンプルにおける幹細胞シートと心筋の接合部の拡大画像。写真： NVCC

ブイ・クオック・タン医師（チョーライ病院小児心臓外科蘇生科）は、本研究結果が心血管疾患、特に心筋梗塞の治療に新たな効果をもたらす多くのアプローチを示唆する上で貢献したと評価しました。この移植片は線維化の進行を抑制し、左心室の収縮機能を改善することで、虚血状態における心筋細胞保護の有効性を示しています。これは、薬物療法、ステント留置、冠動脈バイパス手術といった既存の治療法と併用することで、既存の治療法の治療効果を高めることができます。

しかし、タン博士は、ヒトへの応用には、細胞シートが線維化を軽減し、虚血状態における心筋細胞を保護するメカニズムを解明するための前臨床研究がさらに必要だと述べた。これは、医師が臨床試験の次のステップに向けた科学的根拠を強化するのに役立つだろう。さらに、ヒトへの研究実施には保健省の許可と莫大な資源投入が必要となる。臨床試験は莫大な費用がかかるため、研究の実施方法を理解する臨床専門家チームが必要となるからだ。「ヒトへの研究が成功すれば、科学、患者、そして経済的な利益は投資に見合うものとなるでしょう」とタン博士は述べた。

ハアン

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